Null 安全

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Null 安全 (Null safety)

在 Kotlin 中，可以有 null 值。Kotlin 在某些東西缺失或尚未設定時使用 null 值。 你已經在 集合 (Collections) 章節中看過 Kotlin 傳回 null 值的範例，當時你試圖存取一個在映射中不存在鍵的鍵值對。儘管以這種方式使用 null 值很有用，但如果你的程式碼未準備好處理它們，你可能會遇到問題。

為協助防止程式中出現 null 值問題，Kotlin 實施了 Null 安全 (Null safety)。Null 安全是在編譯時而非執行時檢測 null 值潛在問題。

Null 安全是多種功能的組合，讓你可以：

• 明確宣告程式中何時允許 null 值。
• 檢查 null 值。
• 使用安全呼叫 (safe calls) 存取可能包含 null 值的屬性或函式。
• 宣告在檢測到 null 值時要採取的動作。

可為 Null 的型別 (Nullable types)

Kotlin 支援可為 Null 的型別，這使得宣告的型別有可能具有 null 值。預設情況下，型別不允許接受 null 值。可為 Null 的型別是透過在型別宣告後明確添加 ? 來宣告的。

例如：

fun main() {
    // neverNull 具有 String 型別
    var neverNull: String = "This can't be null"

    // 拋出編譯器錯誤
    neverNull = null

    // nullable 具有可為 null 的 String 型別
    var nullable: String? = "You can keep a null here"

    // 這是 OK 的
    nullable = null

    // 預設情況下，不接受 null 值
    var inferredNonNull = "The compiler assumes non-nullable"

    // 拋出編譯器錯誤
    inferredNonNull = null

    // notNull 不接受 null 值
    fun strLength(notNull: String): Int {                 
        return notNull.length
    }

    println(strLength(neverNull)) // 18
    println(strLength(nullable))  // 拋出編譯器錯誤
}

TIP

length 是 String 類別的一個屬性，它包含字串中的字元數。

檢查 Null 值

你可以在條件表達式中檢查是否存在 null 值。在以下範例中，describeString() 函式有一個 if 陳述式，用於檢查 maybeString 是否不為 null 並且其 length 是否大於零：

fun describeString(maybeString: String?): String {
    if (maybeString != null && maybeString.length > 0) {
        return "String of length ${maybeString.length}"
    } else {
        return "Empty or null string"
    }
}

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(describeString(nullString))
    // Empty or null string
}

使用安全呼叫 (Safe calls)

為了安全地存取可能包含 null 值的物件屬性，請使用安全呼叫運算子 ?.。如果物件或其存取屬性中的任何一個為 null，安全呼叫運算子將返回 null。這在你想避免 null 值在程式碼中引發錯誤時很有用。

在以下範例中，lengthString() 函式使用安全呼叫來返回字串的長度或 null：

fun lengthString(maybeString: String?): Int? = maybeString?.length

fun main() { 
    val nullString: String? = null
    println(lengthString(nullString))
    // null
}

TIP

安全呼叫可以串聯，這樣如果物件的任何屬性包含 null 值，則會返回 null 而不拋出錯誤。例如：

  person.company?.address?.country

安全呼叫運算子也可以用於安全地呼叫擴充函式 (extension function) 或成員函式 (member function)。在這種情況下，在呼叫函式之前會執行 null 檢查。如果檢查檢測到 null 值，則呼叫會被跳過並返回 null。

在以下範例中，nullString 為 null，因此對 .uppercase() 的呼叫被跳過並返回 null：

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(nullString?.uppercase())
    // null
}

使用 Elvis 運算子 (Elvis operator)

你可以使用 Elvis 運算子 ?: 提供一個預設值，以便在檢測到 null 值時返回。

在 Elvis 運算子的左側寫下應檢查 null 值的事物。 在 Elvis 運算子的右側寫下在檢測到 null 值時應返回的事物。

在以下範例中，nullString 為 null，因此用於存取 length 屬性的安全呼叫會返回 null 值。 結果是，Elvis 運算子返回 0：

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(nullString?.length ?: 0)
    // 0
}

有關 Kotlin 中 Null 安全的更多資訊，請參閱 Null safety。

練習

練習

你擁有 employeeById 函式，它讓你能夠存取公司員工資料庫。不幸的是，這個函式返回 Employee? 型別的值，所以結果可以是 null。你的目標是編寫一個函式，當提供了員工的 id 時，返回該員工的薪水，如果員工不在資料庫中，則返回 0。

|---|---|

data class Employee (val name: String, var salary: Int)

fun employeeById(id: Int) = when(id) {
    1 -> Employee("Mary", 20)
    2 -> null
    3 -> Employee("John", 21)
    4 -> Employee("Ann", 23)
    else -> null
}

fun salaryById(id: Int) = // Write your code here

fun main() {
    println((1..5).sumOf { id -> salaryById(id) })
}

|---|---|

data class Employee (val name: String, var salary: Int)

fun employeeById(id: Int) = when(id) {
    1 -> Employee("Mary", 20)
    2 -> null
    3 -> Employee("John", 21)
    4 -> Employee("Ann", 23)
    else -> null
}

fun salaryById(id: Int) = employeeById(id)?.salary ?: 0

fun main() {
    println((1..5).sumOf { id -> salaryById(id) })
}

下一步是什麼？

恭喜！現在你已經完成了初學者之旅，透過我們的中級之旅，將你對 Kotlin 的理解提升到一個新的層次：